Слитки стали 20Х13 в Минске

Слитки стали 20Х13: жаропрочный полуфабрикат для деталей энергооборудования

Слитки стали 20Х13 — литая заготовка из коррозионно-стойкой жаропрочной стали мартенситного класса, получаемая методами электрошлакового переплава (ЭШП), вакуумно-дугового переплава (ВДП) или открытой выплавки в дуговых печах. Марка 20Х13 регламентируется ГОСТ 5632 и ГОСТ 18968; массовая доля углерода — 0,16–0,25 %, хрома — 12–14 %, что обеспечивает стойкость к газовой коррозии до 600 C и сохраняет прочностные характеристики при рабочих температурах 450–550 C. Слиток служит исходной заготовкой для последующего передела: проката сортового и листового, поковок, штамповок, трубной заготовки.

Технические характеристики слитков

Слитки 20Х13 поставляются в термообработанном или литом состоянии с нормируемым химическим составом и макроструктурой. Ключевые параметры литой заготовки:

• Масса слитка — от 0,5 до 20 т в зависимости от способа выплавки и назначения передела.
• Предел текучести после нормализации и отпуска — не менее 490 МПа; временное сопротивление — 640–830 МПа.
• Твёрдость в состоянии поставки — 170–220 HB (после отжига).
• Ударная вязкость KCU — не менее 49 Дж/см при +20 C.
• Содержание серы и фосфора — не более 0,025 % каждого (для ЭШП — не более 0,015 %).

Способы выплавки и структура

Качество слитка определяется методом выплавки. Открытая дуговая плавка даёт слитки с повышенным содержанием неметаллических включений и ликвационной неоднородностью по сечению. ЭШП снижает содержание серы и кислорода, уменьшает зональную ликвацию, что критично для крупногабаритных поковок роторов и валов. ВДП обеспечивает минимальное газосодержание и применяется для слитков, идущих на ответственные детали турбоагрегатов. Макроструктура слитка — столбчатые кристаллы в периферийной зоне и равноосные в осевой; для устранения усадочной рыхлости головная часть отрезается.

Термообработка и механические свойства

Режим термической обработки слитков и последующих заготовок: закалка от 1000–1050 C в масле или на воздухе, отпуск при 650–700 C. Такая обработка формирует сорбито-трооститную структуру с равномерно распределёнными карбидами хрома типа MC. Для повышения пластичности при холодной деформации применяется высокий отпуск или изотермический отжиг при 850–880 C с медленным охлаждением.

Области применения слитков 20Х13

Литая заготовка из 20Х13 направляется на производство деталей, работающих в условиях умеренного коррозионного воздействия и повышенных температур:

• Поковки для роторов и валов паровых турбин малой и средней мощности.
• Трубная заготовка для пароперегревателей и трубопроводов горячего контура ТЭС.
• Штамповки крепёжных деталей — шпилек, болтов фланцевых соединений арматуры высокого давления.
• Заготовки для лопаток компрессоров и деталей газотурбинных установок.
• Прокат для изготовления ножей горячей резки и деталей коксового оборудования.

Вопросы и ответы